Quels sont les différents types de nœuds Bitcoin ?

Les nœuds ont une importance capitale dans la décentralisation et la sécurisation du réseau Bitcoin. Cependant, ce que beaucoup de gens ignorent, c’est qu’il en existe plusieurs types, chacun assumant une fonction différente. Dans cet article, nous allons énumérer chacun d’entre eux. Mais avant, nous devons au préalable préciser ce que sont concrètement les nœuds, quel est leur rôle et comment ils fonctionnent.

Qu’est-ce qu’un nœud Bitcoin ?

Un nœud Bitcoin désigne un serveur connecté au réseau qui est responsable de l’acheminement, du traitement et du stockage des informations.

Les nœuds du réseau Bitcoin sont interconnectés par à une architecture Peer-to-Peer (P2P). Ils sont indépendants, ce qui signifie que l’absence de certains nœuds n’a pas d’impact sur le fonctionnement du réseau. 

Par ailleurs, les nœuds sont répartis dans le monde entier et n’importe qui peut lancer son propre serveur Bitcoin à condition de disposer des bons outils.

Outre l’infrastructure matérielle, les nœuds intègrent une couche logicielle. En effet, pour lancer un nœud Bitcoin, il est indispensable d’y installer un logiciel de minage. Cette interface permet de connecter le nœud au système afin que le mineur puisse avoir accès aux données transactionnelles.

En l’occurrence, le logiciel de minage bitcoins permet d’accéder à l’historique complet des transactions en BTC. Ainsi, le télécharger revient théoriquement à se procurer la blockchain Bitcoin en entier. Au moment de la rédaction de cet article, la blockchain de Satoshi Nakamoto pèse jusqu’à 466 Go.

Quel est le rôle des nœuds dans le réseau Bitcoin ?

Les nœuds sont les garants du bon fonctionnement du réseau. Ils ont vocation à remplacer les banques dans le système financier traditionnel.

En ce sens, ils veillent à ce que seules les transactions légitimes soient validées. Ils gardent une trace écrite de toutes les transactions qui ont lieu afin de prévenir les risques de double dépense. Mais plus globalement, ils interviennent pour limiter la fraude au sein du système. Tout ceci est rendu possible grâce à un processus savamment orchestré. 

Comment fonctionnent les nœuds Bitcoin ?

À chaque fois qu’une transaction est publiée sur le réseau, les nœuds vérifient individuellement qu’elle est valide.

Cela implique par exemple de se rassurer que la personne qui a initié la transaction est bien celle qui possède les fonds. Dans ce cas, les nœuds doivent s’assurer que la clé privée avec laquelle l’expéditeur a signé sa transaction correspond à la clé publique du wallet dans lequel il souhaite retirer de l’argent.

En outre, les nœuds doivent également vérifier que ce dernier ne tente pas de dépenser deux fois la même unité de bitcoin.

Une fois que ce processus de validation est terminé, tous les nœuds du réseau doivent s’accorder sur un consensus concernant l’historique des transactions. Lorsque cela est fait, le nouveau bloc est ajouté à la blockchain. Un autre consensus survient lorsqu’il faut déterminer quel nœud doit recevoir la récompense de mining pour ce bloc.

Quels types de nœuds trouve-t-on dans le réseau Bitcoin ?

En fonction de leur disponibilité, on distingue les nœuds hors ligne et les nœuds en ligne. Les derniers stockent et diffusent en temps réel les blocs qu’ils réceptionnent à destination d’autres serveurs Bitcoin. Quant aux premiers, ils doivent d’abord se synchroniser à la blockchain avant de pouvoir opérer comme les nœuds en ligne.

Par ailleurs, selon la nature de leur fonction, il existe plusieurs profils de nœuds Bitcoin.

Les nœuds complets (ou full nodes)

Les nœuds complets conservent une copie intégrale de la blockchain. De cette façon, en effectuant de simples calculs, ils sont capables de vérifier l’authenticité des transactions. Encore appelés nœuds observateurs, les serveurs complets sont chargés de collecter et de valider les transactions initiées par les utilisateurs. 

Lorsqu’une transaction est légitime, ces derniers la diffusent aux autres full nodes du réseau. Si la majorité approuve sa validité, celle-ci sera ajoutée au mempool en attendant d’être traitée.

Plus il y a de nœuds complets sur le réseau, plus la décentralisation est importante, ce qui accroît la sécurité. Au moment de la rédaction de cet article, on estime à plus de 17 000 le nombre de full nodes en activité sur le réseau Bitcoin.

Parfois, il arrive qu’on subdivise les nœuds complets en deux catégories : 

• Nœuds élagués ou réduits (ou pruned nodes) : ces derniers téléchargent une copie complète de la blockchain jusqu’à ce qu’ils atteignent une certaine limite de stockage. Lorsque leur mémoire est pleine, ils suppriment les blocs les plus anciens pour sauvegarder les plus récents ;
• Nœuds d’archivage : contrairement aux nœuds réduits, ceux-ci conservent la blockchain dans son intégralité. Cela signifie qu’ils absorbent plus d’espace disque.

Les ordinateurs et les Raspberry Pi sont des dispositifs pertinents pour servir de full node.

Les nœuds de minage (ou mineurs)

Les mineurs sélectionnent les transactions qu’ils souhaitent traiter dans le mempool et les regroupent en bloc. Ils s’affrontent pour trouver la solution à une équation mathématique complexe.

Une étape cruciale dans le processus de minage qui leur permet d’ajouter leur bloc à la blockchain et de gagner ainsi la récompense. Les mineurs bénéficient également des frais associés aux transactions incluses dans leur bloc.

Il convient de noter que les appareils à base de cartes ASIC, FPGA, ou GPU conviennent parfaitement à la fonction de mineur.

Les nœuds légers (ou light nodes)

Les light nodes sont des dispositifs qui enregistrent une copie allégée de l’historique des transactions Bitcoin. 

En effet, grâce à la technique de vérification simplifiée des paiements (SPV), ils vérifient les transactions en utilisant une version de la blockchain qui comprend essentiellement les en-têtes de blocs. En effet, c’est en réalité dans l’en-tête qu’il est indiqué si un bloc est valide et peut être traité.

Si les nœuds légers peuvent valider les transactions sans télécharger l’intégralité de la blockchain, ils doivent cependant être connectés à un full node pour fonctionner correctement.

Les wallets mobiles sont une illustration parfaite de light nodes. Puisque les smartphones ne sont pas adaptés pour héberger l’ensemble de la blockchain Bitcoin. 

Les lightning nodes

Ce sont les nœuds qui sont hébergés sur le Lightning Network, la surcouche de Bitcoin axée sur l’évolutivité. Ils permettent aux utilisateurs d’exploiter le réseau Lightning pour effectuer des transactions plus rapidement et à un coût quasi nul.

Pool mining nodes

Ils dépendent d’un serveur de pool et interviennent pour organiser le travail au sein d’un pool de minage. Le but étant que les mineurs puissent mutualiser leurs ressources pour augmenter leurs chances de gagner des récompenses en BTC.

Conclusion

Les nœuds sont une composante fondamentale du réseau Bitcoin. Ils assurent la diffusion, la validation et le traitement des transactions. Mais leur mission la plus importante est d’empêcher les doubles dépenses. Bien qu’il existe de nombreux types de nœuds différents, chacun d’entre eux a un rôle à jouer dans la résilience et la sécurité du protocole.